پوشش های MCrAIY، اکسید زیرکونیم جزیی پایدار شده (ysz)، و ترکیباتی از این دو با مقادیر اسمی 30، 50 و 70 درصد حجمی از جز فلزی، با استفاده از فرآیندهای پاشش پلاسمایی در هوا (APS) و پاشش با سرعت بالا (HVOF) تهیه شده است. در این بررسی میزان انبساط حرارتی ای پوشش ها در خلا 10-6mmHg و از دمای اتاق تا 11000C اندازه گیری شد. نتایج بدست آمده نشان می دهد انبساط حرارتی هر یک از نمونه های خالص فلزی و سرامیکی با افزایش دما بطور متفاوت افزایش می یابد به طوری که در دماهای بالا اختلاف بین آنها بیش از 70 درصد می باشد. از طرفی در پوشش های مرکب با افزایش مقدار فاز فلزی  NiCrAlY، درصد تخلخل از 11.4 در حالت بدون فاز فلزی به 4.3 درصد در حالت 70 درصد فاز فلزی کاهش و در مقابل ضریب انبساط حرارتی بیش از 68 درصد افزایش می یابد، لذا می توان پیشنهاد کرد با تنظیم این متغیرها پوشش هایی با خواص حرارتی و انبساطی مناسب برای شرایط کاری مورد نظر طراحی و اجرا گردد.

این تحقیق به منظور مقایسه خواص و رفتار اکسیداسیون دمای بالای دو نوع پوشش سد حرارتی انجام شد تا ویژگی های سطوح قطعات به کار رفته در دمای بالا از جمله توربین های گازی بهبود یابد. این دو نوع پوشش عبارتند از یک پوشش دو لایه و یک پوشش FGM پنج لایه. لایه میانی NiCrAlY به روش جدید HVOF بر روی فلز زمینه و لایه نهایی YSZ به روش پلاسما ـ اسپری اعمال گردید. در پوشش FGM لایه های مختلط NiCrAlY+ YSZ با تغییر نسبت تغذیه پودرهای YSZ/NiCrAlY از دو افشانه جداگانه با فرایند APS اسپری شد. سپس نمونه های پوشش داده شده تحت آزمایش اکسیداسیون ایزوترمال در دمای 950oC قرار داده شدند. آنگاه به منظور بررسی رفتار اکسیداسیون این پوشش، نمودار تغییرات وزن بر حسب زمان رسم گردید. همچنین تغییرات ریزساختاری و ترکیب شیمیایی پوشش ها و اکسیدهای تشکیل شده حین آزمایش، نمونه های مورد نظر قبل و بعد از اکسیدسیون با استفاده از میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی مجهز به EDS و نیز نتایج آنالیز XRD مورد مطالعه قرار گرفتند. در نهایت مشاهده گردید انهدام پوشش دو لایه بعد از 1700 ساعت و انهدام پوشش مرکب بعد از 2100 ساعت رخ داد که این موضوع مبین آن است که علاوه بر اینکه پوشش FGM عملکرد بهتری نسبت به پوشش دولایه داشته، پوشش دولایه نیز به تنهایی از کیفیت بالایی برخوردار بوده است.

در این پژوهش پوشش NiCrAlY توسط روش پاشش شعله ای سرعت بالا (HVOF) و تحت شرایط متفاوت از لحاظ فاصله پاشش و نرخ تغذیه پودر بر روی نمونه های فولادی اعمال گردید. رفتار خوردگی داغ پوشش های اعمالی به روش کوره ای در مخلوط نمک Na2SO4-60%V2O5 و در دمای 900 درجه سانتی گراد مورد بررسی قرار گرفت. برای تعیین مشخصه های ساختاری و فازی پوشش ها بعد از آزمون خوردگی از میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM/EDS) استفاده شد. نتایج به دست آمده نشان داد که فاصله پاشش و نرخ تغذیه پودر اثر قابل ملاحظه ای بر خواص پوشش های NiCrAlY از جمله مجموع فازهای اکسیدی و تخلخل موجود در پوشش دارند. نمونه پوششی با فاصله پاشش 20 سانتی متر و نمونه پوششی با نرخ تغذیه پودر 32 گرم بر دقیقه به دلیل مقدار اکسید کمتر بهترین مقاومت به خوردگی را از خود نشان دادند.

در این تحقیق رفتار خوردگی داغ پوشش های NiCrAlY اعمال شده بر روی نمونه های فولادی توسط روش پاشش حرارتی سوخت اکسیژن سرعت بالا (HVOF) تحت پارامترهای مختلف پاشش مانند سرعت سیلان پروپان، فاصله پاشش و نرخ تغذیه پودر مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور برای بررسی تاثیر پارامترهای مذکور بر رفتار خوردگی داغ این پوشش ها، نمونه ها تحت آزمون خوردگی داغ به روش کوره ای با اتمسفر هوا و مخلوط نمک Na2So4-60%V2O2 در زمان های مختلف سی دقیقه تا 22 ساعت در دمای 900 درجه سانتیگراد قرار گرفتند. مشخصه های ساختاری و فازی پوشش ها بعد از آزمون خوردگی با استفاده از میکروسکوپ نوری، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM/EDS) و پراش سنجی پرتو ایکس (XRD) مورد ارزیابی قرار گرفت. مطالعات نشان می دهد که تغییر پارامترهای مذکور تاثیر قابل ملاحظه ای بر خواص پوشش های NiCrAlY به ویژه مقدار اکسید موجود در پوشش و در نتیجه مقاومت به خوردگی این پوشش ها دارند. بهترین مقاومت به خوردگی مربوط به نمونه پوشش داده شده با سرعت سیلان پروپان 60 لیتر بر دقیقه، سرعت سیلان اکسیژن 300 لیتر بر دقیقه، فاصله پاشش 20 سانتیمتر و نرخ تغذیه پودر 32 گرم بر دقیقه است.

قرار گرفتن نازل همگرا - واگرا در معرض شار حرارتی بالا می تواند باعث ذوب جداره داخلی نازل و کاهش قابل ملاحظه عملکرد آن گردد. جهت حل این مشکل در این پژوهش، پوشش سد حرارتی مرتبه ایNiCrAlY-YSZ  به وسیله روش پلاسما اسپری در هوا بر جداره داخلی نازل ایجاد گردید. در ادامه، نمونه های پوشش داده شده و بدون پوشش در معرض شار حرارتی ناشی از احتراق اکسیژن و استیلن قرار گرفتند. برای مشخصه یابی پوشش پیش و پس از شاردهی از میکروسکوپ های نوری و الکترونی روبشی و ریزسختی سنجی استفاده شد. مشاهدات میکروسکوپ الکترونی نشان داد که در حین پاشش NiCrAlY-YSZ جهت ایجاد لایه های مرتبه ای، اکسیداسیون ترجیحی رخ می دهد. مخلوط شدن این اکسیدها با زیرکونیا در حالت مذاب مناطق کامپوزیتی از ذرات احاطه شده زیرکونیا در زمینه مذاب اکسیدی- زیرکونیایی را به وجود آورد. نتایج آزمون شار حرارتی برای نمونه پوشش داده شده بیانگر عدم تغییر در وضعیت ظاهری این نمونه پس از شاردهی بود، البته متراکم شدن ریز ساختار و ترک خوردگی در لایه بالایی پوشش پس از شاردهی نیز مشاهده شد. همچنین، قرار گرفتن نمونه فاقد پوشش در معرض شار حرارتی مشابه باعث ذوب جداره فولادی نازل شد.